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海量數據的存儲方式

發布時間: 2022-05-12 13:16:37

A. 銀行海量交易數據是怎麼存儲

「合理時間內達到擷取、管理、處理、並整理成為幫助企業經營決策更積極目的的資訊。」分析和決策這才是銀行引入「大數據」處理的關鍵因素。僅僅對於「海量流水數據提供給客戶查詢」而言,只是滿足了客戶的某個功能性需求而已。
一般來說,銀行的數據都是結構化的、持久性存儲的(非結構化的數據一般指電子影像,如客戶辦理業務的回單掃描圖片等),以資料庫以及文件方式存儲為主。按照交易數據性質,我們可以分為「原始流水數據」和「加工後數據」兩種。

B. 數據信息的存儲方式可以分為幾類

(1)結構化數據,簡單來說就是資料庫。結合到典型場景中更容易理解,比如企業ERP、財務系統;醫療HIS資料庫;政府行政審批;其他核心資料庫等。這些應用需要哪些存儲方案呢?基本包括高速存儲應用需求、數據備份需求、數據共享需求以及數據容災需求。
(2)非結構化資料庫是指其欄位長度可變,並且每個欄位的記錄又可以由可重復或不可重復的子欄位構成的資料庫,用它不僅可以處理結構化數據(如數字、符號等信息)而且更適合處理非結構化數據(全文文本、圖像、聲音、影視、超媒體等信息)。
面對海量非結構數據存儲,杉岩海量對象存儲MOS,提供完整解決方案,採用去中心化、分布式技術架構,支持百億級文件及EB級容量存儲,具備高效的數據檢索、智能化標簽和分析能力,輕松應對大數據和雲時代的存儲挑戰,為企業發展提供智能決策。

C. 海量存儲都是分布式存儲的嗎

分布式存儲是實現海量存儲的方法之一,並不是說海量存儲就一定採用的是分布式存儲,但現在面對海量數據存儲,很多企業均採用的是分布式存儲的方式,市面上的海量存儲產品也是以分布式存儲為基礎開發的,比如杉岩海量存儲

D. 銀行海量交易數據是怎麼存儲的

海量數據時代正在來臨。數據信息量如潮水般迅猛增長,根據分析機構IDC最新研究結果,2011年全球數據量突破了1.8ZB,在5年時間年迅速增長9倍,受管理的數據量更是增加50倍之多。英特爾的IO加速解決方案中的一個關鍵特性——存儲I/O加速採用了基於硬體的加速功能,讓來自於以及傳輸到應用的數據速度更快。這包括增加RAID 6技術在數據傳輸過程中進行糾錯。不僅確保了更快速的數據傳輸,同時避免數據在磁碟和磁碟存儲系統中傳輸時發生丟失或者篡改。位元組奇偶校驗被用來保證數據通過存儲子系統時的完整性。數據的奇偶校驗被寫入到磁碟驅動器,防止在多個硬碟發生故障時丟失數據,或者重建過程中有壞數據塊。這增加了系統的可用性和可靠性,縮短了備份窗口,加快磁碟重建以及數據的保護。

E. 海量空間數據存儲

(一)空間數據存儲技術

隨著地理信息系統的發展,空間資料庫技術也得到了很大的發展,並出現了很多新的空間資料庫技術(黃釗等,2003),其中應用最廣的就是用關系資料庫管理系統(RDBMS)來管理空間數據。

用關系資料庫管理系統來管理空間數據,主要解決存儲在關系資料庫中的空間數據與應用程序之間的數據介面問題,即空間資料庫引擎(SpatialDatabase Engine)(熊麗華等,2004)。更確切地說,空間資料庫技術是解決空間數據對象中幾何屬性在關系資料庫中的存取問題,其主要任務是:

(1)用關系資料庫存儲管理空間數據;

(2)從資料庫中讀取空間數據,並轉換為GIS應用程序能夠接收和使用的格式;

(3)將GIS應用程序中的空間數據導入資料庫,交給關系資料庫管理。

空間資料庫中數據存儲主要有三種模式:拓撲關系數據存儲模式、Oracle Spatial模式和ArcSDE模式。拓撲關系數據存儲模式將空間數據存在文件中,而將屬性數據存在資料庫系統中,二者以一個關鍵字相連。這樣分離存儲的方式由於存在數據的管理和維護困難、數據訪問速度慢、多用戶數據並發共享沖突等問題而不適用於大型空間資料庫的建設。而OracleSpatial實際上只是在原來的資料庫模型上進行了空間數據模型的擴展,實現的是「點、線、面」等簡單要素的存儲和檢索,所以它並不能存儲數據之間復雜的拓撲關系,也不能建立一個空間幾何網路。ArcSDE解決了這些問題,並利用空間索引機制來提高查詢速度,利用長事務和版本機制來實現多用戶同時操縱同一類型數據,利用特殊的表結構來實現空間數據和屬性數據的無縫集成等(熊麗華等,2004)。

ArcSDE是ESRI公司開發的一個中間件產品,所謂中間件是一個軟體,它允許應用元素通過網路連接進行互操作,屏蔽其下的通訊協議、系統結構、操作系統、資料庫和其他應用服務。中間件位於客戶機/伺服器的操作系統之上,管理計算資源和網路通訊,並營造出一個相對穩定的高層應用環境,使開發人員可以集中精力於系統的上層開發,而不用過多考慮系統分布式環境下的移植性和通訊能力。因此,中間件能無縫地連入應用開發環境中,應用程序可以很容易地定位和共享中間件提供的應用邏輯和數據,易於系統集成。在分布式的網路環境下,客戶端的應用程序如果要訪問網路上某個伺服器的信息,而伺服器可能運行在不同於客戶端的操作系統和資料庫系統中。此時,客戶機的應用程序中負責尋找數據的部分只需要訪問一個數據訪問中間件,由該中間件完成網路中數據或服務的查找,然後將查找的信息返回給客戶端(萬定生等,2003)。因此,本系統實現空間資料庫存儲的基本思想就是利用ArcSDE實現各類空間數據的存儲。

目前,空間數據存儲技術已比較成熟,出現了許多類似ArcSDE功能的中間件產品,這些軟體基本上都能實現空間數據的資料庫存儲與管理,但對於海量空間數據的存儲,各種軟體性能差別較大。隨著數據量的增長,計算機在分析處理上會產生很多問題,比如數據不可能一次完全被讀入計算機的內存中進行處理。單純依賴於硬體技術,並不能滿足持續增長的數據的處理要求。因此需要在軟體上找到處理海量數據的策略,並最終通過軟硬體的結合完成對海量數據的處理。在海量數據存儲問題上,許多專家從不同側面進行過研究,Lindstrom在地形簡化中使用了外存模型(Out-of-core)技術;鍾正採用了基於數據分塊、動態調用的策略;汪國平等人在研究使用高速網路進行三維海量地形數據的實時交互瀏覽中,採用了分塊、多解析度模板建立模型等方法。這些技術、方法已經在各自系統上進行了研究和實現。本系統採用的ArcSDE軟體基本上也是採用分塊模型的方法,具體存儲和操作不需要用戶過多了解,已經由ArcSDE軟體實現。因此,對海量數據的存儲管理,更需要從數據的組織方式等方面進行設計。塔里木河流域生態環境動態監測系統採集了大量的遙感影像、正射影像等柵格結構的數據,這些數據具有很大的數據量,為適應流域空間基礎設施的管理需要,採取一種新的方式來管理、分發這些海量數據以適應各部門的快速瀏覽和管理需要。

(二)影像金字塔結構

影像資料庫的組織是影像資料庫效率的關鍵,為了獲得高效率的存取速度,在數據的組織上使用了金字塔數據結構和網格分塊數據結構。該技術主導思想如下:

(1)將資料庫中使用到的紋理處理成為大小一致的紋理塊;

(2)為每塊紋理生成5個細節等級的紋理,分別為0、1、2、3、4,其中1級紋理通過0級紋理1/4壓縮得到,2級紋理通過1級紋理1/4壓縮得到,…,以此類推;

(3)在顯示每個塊數據之前,根據顯示比例的大小,並以此決定該使用那一級的紋理;

(4)在內存中建立紋理緩沖池,使用LRU演算法進行紋理塊的調度,確保使用頻率高的紋理調度次數盡可能少。

(三)影像數據壓縮

影像數據壓縮有無損壓縮和有損壓縮兩個方法,具體採取哪種壓縮方法需根據具體情況確定。對於像元值很重要的數據,如分類數據、分析數據等採用無損壓縮(即LZ77演算法),否則採用有損壓縮(即JPEG演算法)。通過對影像數據的壓縮,一方面可以節約存儲空間,另一方面可以加快影像的讀取和顯示速度。影像數據的壓縮一般與構建金字塔同時進行,在構建影像金字塔過程中自動完成數據的壓縮。

F. 海量數據存儲結構和演算法

下面的存儲過程不僅含有分頁方案,還會根據頁面傳來的參數來確定是否進行數據總數統計。

-- 獲取指定頁的數據

CREATE PROCEDURE pagination3

@tblName varchar(255), -- 表名

@strGetFields varchar(1000) = '*', -- 需要返回的列

@fldName varchar(255)='', -- 排序的欄位名

@PageSize int = 10, -- 頁尺寸

@PageIndex int = 1, -- 頁碼

@doCount bit = 0, -- 返回記錄總數, 非 0 值則返回

@OrderType bit = 0, -- 設置排序類型, 非 0 值則降序

@strWhere varchar(1500) = '' -- 查詢條件 (注意: 不要加 where)

AS

declare @strSQL varchar(5000) -- 主語句

declare @strTmp varchar(110) -- 臨時變數

declare @strOrder varchar(400) -- 排序類型

if @doCount != 0

begin

if @strWhere !=''

set @strSQL = "select count(*) as Total from [" + @tblName + "] where "+@strWhere

else

set @strSQL = "select count(*) as Total from [" + @tblName + "]"

end

--以上代碼的意思是如果@doCount傳遞過來的不是0,就執行總數統計。以下的所有代碼都是@doCount為0的情況

else

begin

if @OrderType != 0

begin

set @strTmp = "<(select min"

set @strOrder = " order by [" + @fldName +"] desc"

--如果@OrderType不是0,就執行降序,這句很重要!

end

else

begin

set @strTmp = ">(select max"

set @strOrder = " order by [" + @fldName +"] asc"

end

if @PageIndex = 1

begin

if @strWhere != ''

set @strSQL = "select top " + str(@PageSize) +" "+@strGetFields+ " from [" + @tblName + "] where " + @strWhere + " " + @strOrder

else

set @strSQL = "select top " + str(@PageSize) +" "+@strGetFields+ " from ["+ @tblName + "] "+ @strOrder

--如果是第一頁就執行以上代碼,這樣會加快執行速度

end

else

begin

--以下代碼賦予了@strSQL以真正執行的SQL代碼

set @strSQL = "select top " + str(@PageSize) +" "+@strGetFields+ " from ["

+ @tblName + "] where [" + @fldName + "]" + @strTmp + "(["+ @fldName + "]) from (select top " + str((@PageIndex-1)*@PageSize) + " ["+ @fldName + "] from [" + @tblName + "]" + @strOrder + ") as tblTmp)"+ @strOrder

if @strWhere != ''

set @strSQL = "select top " + str(@PageSize) +" "+@strGetFields+ " from ["

+ @tblName + "] where [" + @fldName + "]" + @strTmp + "(["

+ @fldName + "]) from (select top " + str((@PageIndex-1)*@PageSize) + " ["

+ @fldName + "] from [" + @tblName + "] where " + @strWhere + " "

+ @strOrder + ") as tblTmp) and " + @strWhere + " " + @strOrder

end

end

exec (@strSQL)

GO

上面的這個存儲過程是一個通用的存儲過程,其注釋已寫在其中了。

G. 海量數據存儲

存儲技術經歷了單個磁碟、磁帶、RAID到網路存儲系統的發展歷程。網路存儲技術就是將網路技術和I/O技術集成起來,利用網路的定址能力、即插即用的連接性、靈活性,存儲的高性能和高效率,提供基於網路的數據存儲和共享服務。在超大數據量的存儲管理、擴展性方面具有明顯的優勢。

典型的網路存儲技術有網路附加存儲NAS(Network Attached Storage)和存儲區域網SAN(Storage Area Networks)兩種。

1)NAS技術是網路技術在存儲領域的延伸和發展。它直接將存儲設備掛在網上,有良好的共享性、開放性。缺點是與LAN共同用物理網路,易形成擁塞,而影響性能。特別是在數據備份時,性能較低,影響在企業存儲應用中的地位。

2)SAN技術是以數據存儲為中心,使用光纖通道連接高速網路存儲的體系結構。即將數據存儲作為網路上的一個區域獨立出來。在高度的設備和數據共享基礎上,減輕網路和伺服器的負擔。因光纖通道的存儲網和LAN分開,使性能得到很大的提高,而且還提供了很高的可靠性和強大的連續業務處理能力。在SAN中系統的擴展、數據遷移、數據本地備份、遠程數據容災數據備份和數據管理等都比較方便,整個SAN成為一個統一管理的存儲池(Storage Pool)。SAN存儲設備之間通過專用通道進行通信,不佔用伺服器的資源。因此非常適合超大量數據的存儲,成為網路存儲的主流。

3)存儲虛擬化技術是將系統中各種異構的存儲設備映射為一個單一的存儲資源,對用戶完全透明,達到互操作性的目的和利用已有的硬體資源,把SAN內部的各種異構的存儲資源統一成一個單一視圖的存儲池,可根據用戶的需要方便地切割、分配。從而保持已有的投資,減少總體成本,提高存儲效率。

存儲虛擬化包括3個層次結構:基於伺服器的虛擬化存儲、基於存儲設備的虛擬化存儲和基於網路的虛擬化存儲。

1)基於伺服器的虛擬化存儲由邏輯管理軟體在主機/伺服器上完成。經過虛擬化的存儲空間可跨越多個異構的磁碟陣列,具有高度的穩定性和開放性,實現容易、簡便。但對異構環境和分散管理不太適應。

2)基於存儲設備的虛擬化存儲,因一些高端磁碟陣列本身具有智能化管理,可以實現同一陣列,供不同主機分享。其結構性能可達到最優。但實現起來價格昂貴,可操作性差。

3)基於網路的虛擬化存儲,通過使用專用的存儲管理伺服器和相應的虛擬化軟體,實現多個主機/伺服器對多個異構存儲設備之間進行訪問,達到不同主機和存儲之間真正的互連和共享,成為虛擬存儲的主要形式。根據不同結構可分為基於專用伺服器和基於存儲路由器兩種方式。①基於專用伺服器的虛擬化,是用一台伺服器專用於提供系統的虛擬化功能。根據網路拓撲結構和專用伺服器的具體功能,其虛擬化結構有對稱和非對稱兩種方式。在對稱結構中數據的傳輸與元數據訪問使用同一通路。實現簡單,對伺服器和存儲設備的影響小,對異構環境的適應性強。缺點是專用伺服器可能成為系統性能的瓶頸,影響SAN的擴展。在非對稱結構中,數據的傳輸與元數據訪問使用不同通路。應用伺服器的I/O命令先通過命令通路傳送到專用伺服器,獲取元數據和傳輸數據視圖後,再通過數據通路得到所需的數據。與對稱結構相比,提高了存儲系統的性能,增加了擴展能力。②基於存儲路由器的SAN虛擬化,存儲路由器是一種智能化設備,既具有路由器的功能,又針對I/O進行專門優化。它部署在存儲路由器上,多個存儲路由器保存著整個存儲系統中的元數據多個副本,並通過一定的更新策略保持一致性。這種結構中,因存儲路由器具有強大的協議功能,所以具有更多的優勢。能充分利用存儲資源,保護投資。能實現軟硬體隔離,並輔有大量的自動化工具,提高了虛擬伺服器的安全性,降低對技術人員的需求和成本。

H.  海量數據存儲與管理

正如上述,在國土資源遙感綜合調查信息中,既包含有多源、多時相、多尺度、多解析度、多類型的遙感圖像數據和基礎地理數據,也包括在項目開展過程中衍生的許多觀測和分析資料,數據量十分龐大。因此,根據數據共享的要求,在數據生產、管理、應用服務以及更新和維護過程中,如何組織和管理好這些海量數據,如何快速、全面有效地訪問和獲得所需數據,成為面臨的突出問題。在這里,採用何種方式利用現有的大型商業化關系資料庫系統高效地存儲與管理這些數據,成為能否發揮系統最大性能的關鍵所在。

傳統的GIS系統對空間數據(與空間位置、空間關系有關的數據)的存儲與管理大多採用這些商業軟體特定的文件方式,如:ArcInfo的Coverage、MapInfo的Tab、MAPGIS的WL等。如果數據量越多,這些文件就會越大,數據的處理就會越復雜,其存儲、檢索、管理也就越困難,而且其最大的缺點還在於不能進行多用戶並發操作。由此可見,用以往傳統的存儲機制去管理像遙感綜合調查這樣的海量數據,顯然難以滿足要求。而近年來發展起來的空間資料庫引擎技術則是解決海量數據存儲管理的途徑之一。

本系統建設過程中,採用了空間資料庫引擎ArcSDE+大型關系資料庫Oracle組合技術,較理想地實現了遙感綜合調查海量數據的存儲、檢索、查詢、處理。眾所周知,Oracle提供了大型資料庫環境,能夠很好地處理海量數據,而ArcSDE可將具有地理特徵的空間數據和非空間數據統一載入到Oracle中去,因此,通過ArcSDE空間資料庫引擎,可將Oracle海量數據管理功能載入到GIS系統中,並可利用Oracle的強大管理機制進行高效率的事務處理、記錄鎖定、並發控制等服務操作。

I. 數據存儲形式有哪幾種

【塊存儲】

典型設備:磁碟陣列,硬碟

塊存儲主要是將裸磁碟空間整個映射給主機使用的,就是說例如磁碟陣列裡面有5塊硬碟(為方便說明,假設每個硬碟1G),然後可以通過劃邏輯盤、做Raid、或者LVM(邏輯卷)等種種方式邏輯劃分出N個邏輯的硬碟。(假設劃分完的邏輯盤也是5個,每個也是1G,但是這5個1G的邏輯盤已經於原來的5個物理硬碟意義完全不同了。例如第一個邏輯硬碟A裡面,可能第一個200M是來自物理硬碟1,第二個200M是來自物理硬碟2,所以邏輯硬碟A是由多個物理硬碟邏輯虛構出來的硬碟。)

接著塊存儲會採用映射的方式將這幾個邏輯盤映射給主機,主機上面的操作系統會識別到有5塊硬碟,但是操作系統是區分不出到底是邏輯還是物理的,它一概就認為只是5塊裸的物理硬碟而已,跟直接拿一塊物理硬碟掛載到操作系統沒有區別的,至少操作系統感知上沒有區別。

此種方式下,操作系統還需要對掛載的裸硬碟進行分區、格式化後,才能使用,與平常主機內置硬碟的方式完全無異。

優點:

1、 這種方式的好處當然是因為通過了Raid與LVM等手段,對數據提供了保護。

2、 另外也可以將多塊廉價的硬碟組合起來,成為一個大容量的邏輯盤對外提供服務,提高了容量。

3、 寫入數據的時候,由於是多塊磁碟組合出來的邏輯盤,所以幾塊磁碟可以並行寫入的,提升了讀寫效率。

4、 很多時候塊存儲採用SAN架構組網,傳輸速率以及封裝協議的原因,使得傳輸速度與讀寫速率得到提升。

缺點:

1、採用SAN架構組網時,需要額外為主機購買光纖通道卡,還要買光纖交換機,造價成本高。

2、主機之間的數據無法共享,在伺服器不做集群的情況下,塊存儲裸盤映射給主機,再格式化使用後,對於主機來說相當於本地盤,那麼主機A的本地盤根本不能給主機B去使用,無法共享數據。

3、不利於不同操作系統主機間的數據共享:另外一個原因是因為操作系統使用不同的文件系統,格式化完之後,不同文件系統間的數據是共享不了的。例如一台裝了WIN7/XP,文件系統是FAT32/NTFS,而Linux是EXT4,EXT4是無法識別NTFS的文件系統的。就像一隻NTFS格式的U盤,插進Linux的筆記本,根本無法識別出來。所以不利於文件共享。


【文件存儲】

典型設備:FTP、NFS伺服器

為了克服上述文件無法共享的問題,所以有了文件存儲。

文件存儲也有軟硬一體化的設備,但是其實普通拿一台伺服器/筆記本,只要裝上合適的操作系統與軟體,就可以架設FTP與NFS服務了,架上該類服務之後的伺服器,就是文件存儲的一種了。

主機A可以直接對文件存儲進行文件的上傳下載,與塊存儲不同,主機A是不需要再對文件存儲進行格式化的,因為文件管理功能已經由文件存儲自己搞定了。

優點:

1、造價交低:隨便一台機器就可以了,另外普通乙太網就可以,根本不需要專用的SAN網路,所以造價低。

2、方便文件共享:例如主機A(WIN7,NTFS文件系統),主機B(Linux,EXT4文件系統),想互拷一部電影,本來不行。加了個主機C(NFS伺服器),然後可以先A拷到C,再C拷到B就OK了。(例子比較膚淺,請見諒……)

缺點:

讀寫速率低,傳輸速率慢:乙太網,上傳下載速度較慢,另外所有讀寫都要1台伺服器裡面的硬碟來承擔,相比起磁碟陣列動不動就幾十上百塊硬碟同時讀寫,速率慢了許多。


【對象存儲】

典型設備:內置大容量硬碟的分布式伺服器

對象存儲最常用的方案,就是多台伺服器內置大容量硬碟,再裝上對象存儲軟體,然後再額外搞幾台服務作為管理節點,安裝上對象存儲管理軟體。管理節點可以管理其他伺服器對外提供讀寫訪問功能。

之所以出現了對象存儲這種東西,是為了克服塊存儲與文件存儲各自的缺點,發揚它倆各自的優點。簡單來說塊存儲讀寫快,不利於共享,文件存儲讀寫慢,利於共享。能否弄一個讀寫快,利 於共享的出來呢。於是就有了對象存儲。

首先,一個文件包含了了屬性(術語叫metadata,元數據,例如該文件的大小、修改時間、存儲路徑等)以及內容(以下簡稱數據)。

以往像FAT32這種文件系統,是直接將一份文件的數據與metadata一起存儲的,存儲過程先將文件按照文件系統的最小塊大小來打散(如4M的文件,假設文件系統要求一個塊4K,那麼就將文件打散成為1000個小塊),再寫進硬碟裡面,過程中沒有區分數據/metadata的。而每個塊最後會告知你下一個要讀取的塊的地址,然後一直這樣順序地按圖索驥,最後完成整份文件的所有塊的讀取。

這種情況下讀寫速率很慢,因為就算你有100個機械手臂在讀寫,但是由於你只有讀取到第一個塊,才能知道下一個塊在哪裡,其實相當於只能有1個機械手臂在實際工作。

而對象存儲則將元數據獨立了出來,控制節點叫元數據伺服器(伺服器+對象存儲管理軟體),裡面主要負責存儲對象的屬性(主要是對象的數據被打散存放到了那幾台分布式伺服器中的信息),而其他負責存儲數據的分布式伺服器叫做OSD,主要負責存儲文件的數據部分。當用戶訪問對象,會先訪問元數據伺服器,元數據伺服器只負責反饋對象存儲在哪些OSD,假設反饋文件A存儲在B、C、D三台OSD,那麼用戶就會再次直接訪問3台OSD伺服器去讀取數據。

這時候由於是3台OSD同時對外傳輸數據,所以傳輸的速度就加快了。當OSD伺服器數量越多,這種讀寫速度的提升就越大,通過此種方式,實現了讀寫快的目的。

另一方面,對象存儲軟體是有專門的文件系統的,所以OSD對外又相當於文件伺服器,那麼就不存在文件共享方面的困難了,也解決了文件共享方面的問題。

所以對象存儲的出現,很好地結合了塊存儲與文件存儲的優點。

最後為什麼對象存儲兼具塊存儲與文件存儲的好處,還要使用塊存儲或文件存儲呢?

1、有一類應用是需要存儲直接裸盤映射的,例如資料庫。因為資料庫需要存儲裸盤映射給自己後,再根據自己的資料庫文件系統來對裸盤進行格式化的,所以是不能夠採用其他已經被格式化為某種文件系統的存儲的。此類應用更適合使用塊存儲。

2、對象存儲的成本比起普通的文件存儲還是較高,需要購買專門的對象存儲軟體以及大容量硬碟。如果對數據量要求不是海量,只是為了做文件共享的時候,直接用文件存儲的形式好了,性價比高。

J. 海量數據存儲有哪些方式與方法

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